风电场选址及运行维护培训课件

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1、风电场选址及运行、维护风电场选址及运行、维护 2主要内容主要内容第一节第一节 风能资源评估风能资源评估第二节第二节 风电场风机选型和发电量估算风电场风机选型和发电量估算第三节第三节 风电场微观、宏观选址风电场微观、宏观选址第四节第四节 风资源评估常用软件介绍风资源评估常用软件介绍第五节第五节 地形、气候对风电场的影响地形、气候对风电场的影响第六节第六节 风力力发电机机组常常见故障及故障及维护 3第一节第一节 风能资源的评估风能资源的评估1.1.资料收集及分析资料收集及分析 从地方气象台收集气象、地理及地质数据资从地方气象台收集气象、地理及地质数据资料。整理该地料。整理该地区区1010年以上（最

2、好为年以上（最好为3030年）年）的风的风速、温度、气压平均值及极值，以及极端天气速、温度、气压平均值及极值，以及极端天气情况。情况。2.2.风能资源普查分区风能资源普查分区 以整理得到的气象数据为依据，按标准划分以整理得到的气象数据为依据，按标准划分风能区域及其风功率密度等级，初步风能区域及其风功率密度等级，初步确定风能确定风能可利用区。可利用区。 4第一节第一节 风能资源的评估风能资源的评估3.3.风电场宏观选址风电场宏观选址 根据风能资源普查结果并结合根据风能资源普查结果并结合现场踏勘现场踏勘，对初选，对初选的风能可利用区的地形地貌、地质、交通、电网及其的风能可利用区的地形地貌、地质、交

3、通、电网及其他外部条件进行评估比较，结合他外部条件进行评估比较，结合选择最合适的区域。选择最合适的区域。 5第一节第一节 风能资源的评估风能资源的评估4.4.风电场风况观测风电场风况观测 气象站提供的气象数据只反映较大区域内的气象站提供的气象数据只反映较大区域内的风气候。为满足微观选址对代表性风速和风向风气候。为满足微观选址对代表性风速和风向的需要，要在的需要，要在初选区域内树立不少于初选区域内树立不少于2 2座测风座测风塔进行不短于塔进行不短于1 1年的测风年的测风，内容包括风速、风，内容包括风速、风向、温度、气压。测风仪应安装在测风塔的向、温度、气压。测风仪应安装在测风塔的10m10m、3

4、0m30m、50m50m、70m70m高度甚至更高。高度甚至更高。 6第一节第一节 风能资源的评估风能资源的评估 7第一节第一节 风能资源的评估风能资源的评估5.5.风力发电机组微观选址风力发电机组微观选址 在宏观选定的场址内，根据地形地质在宏观选定的场址内，根据地形地质条件、外部因素和测风塔实测风能资源条件、外部因素和测风塔实测风能资源分析结果，对分析结果，对风电机组具体位置进行定风电机组具体位置进行定位排布位排布。 8第一节第一节 风能资源的评估风能资源的评估风能资源评估参数风能资源评估参数1.1.平均风速（年平均风速、极端风速）平均风速（年平均风速、极端风速）2.2.风廓线风廓线3.3.

5、风功率密度风功率密度4.4.风能密度风能密度5.5.主要风向主要风向6.6.年风能可利用时间年风能可利用时间7.7.湍流湍流 9第一节第一节 风能资源的评估风能资源的评估1.1.平均风速平均风速 依据该地区多年的气象站数据及测风塔一年的测风依据该地区多年的气象站数据及测风塔一年的测风数据（每数据（每1010分钟间隔的风速数据），计算得到分钟间隔的风速数据），计算得到年平均年平均风速风速大于大于6m/s6m/s（合（合4 4级风）的地区才适合建设风电场。级风）的地区才适合建设风电场。 10第一节第一节 风能资源的评估风能资源的评估极端风速极端风速极端风速极端风速较长时间内给定取样时间下风速的最大

6、值。较长时间内给定取样时间下风速的最大值。风电行业表征极端风速的方式有风电行业表征极端风速的方式有最大风速最大风速和和极大风速极大风速。最大风速：给定时段最大风速：给定时段10min10min内的平均风速的最大值。内的平均风速的最大值。极大风速：给定时段内的瞬时（一般取极大风速：给定时段内的瞬时（一般取3s3s均值）风速均值）风速的最大值。的最大值。 风电行业最关心的时间段为风电行业最关心的时间段为50a50a，即通常所说的，即通常所说的50a50a一遇。一遇。5050年一遇极端风速是基于历史统计数据得出的一个统计数值，年一遇极端风速是基于历史统计数据得出的一个统计数值，这其中引入了概率的概念

7、。这其中引入了概率的概念。 5050年一遇是指可能发生，并不一年一遇是指可能发生，并不一定发生，当然也并不是一定不发生。定发生，当然也并不是一定不发生。 112.2.风廓线风廓线 因为气体的粘性及地表的粗糙度的不同，风速沿高因为气体的粘性及地表的粗糙度的不同，风速沿高度方向是变化的，符合对数和指数分布规律。度方向是变化的，符合对数和指数分布规律。第一节第一节 风能资源的评估风能资源的评估 12第一节第一节 风能资源的评估风能资源的评估3.3.风功率密度风功率密度 与风向垂直的单位面积中风所具有的功率。与风向垂直的单位面积中风所具有的功率。 它和空气密度和风速有关。风功率密度越高，该地区风能它和

8、空气密度和风速有关。风功率密度越高，该地区风能资源越好，风能利用率越高。资源越好，风能利用率越高。 134.4.风能密度风能密度 在设定时间段与风向垂直的单位面积中在设定时间段与风向垂直的单位面积中所具有的能量。所具有的能量。第一节第一节 风能资源的评估风能资源的评估 14第一节第一节 风能资源的评估风能资源的评估5.5.主要风向分布主要风向分布 风向及其变化范围决定风电机组在风场中的确切的排风向及其变化范围决定风电机组在风场中的确切的排列方式。列方式。风电机组的排列方式很大程度地决定各台机组风电机组的排列方式很大程度地决定各台机组的出力的出力。因此，主要盛行风向及其变化范围要准确因此，主要盛

9、行风向及其变化范围要准确。 15第一节第一节 风能资源的评估风能资源的评估6.6.年风能可利用时间年风能可利用时间 指一年中风力发电机组在有效风速范指一年中风力发电机组在有效风速范围（一般取围（一般取3-25m/s3-25m/s）内的运行时间。一）内的运行时间。一般年风能可利用小时数般年风能可利用小时数大于大于2000h2000h的地区的地区为风能可利用区。为风能可利用区。 167.7.湍流湍流 短时间（风资源评估一般取短时间（风资源评估一般取1010分钟）内的风速分钟）内的风速流动。流动。 湍流产生的原因：湍流产生的原因： 1 1）当空气流动时，由于地形差异造成的与地）当空气流动时，由于地形

10、差异造成的与地表的摩擦；表的摩擦； 2 2）由于空气密度差异和气温变化的热效应导）由于空气密度差异和气温变化的热效应导致空气气团的垂直运动。致空气气团的垂直运动。第一节第一节 风能资源的评估风能资源的评估 17第二节第二节 风电场风机选型和发电量估算风电场风机选型和发电量估算1 1 风力发电机组选型风力发电机组选型2 2 不同机型发电量估算不同机型发电量估算3 3 不同机型综合经济比较不同机型综合经济比较4 4 机型选择推荐意见机型选择推荐意见5 5 风电机组布置推荐方案风电机组布置推荐方案 181 1风力发电机组选型风力发电机组选型 1.1 1.1 风能资源分析风能资源分析通过通过对测风塔的

11、数据进行分析对测风塔的数据进行分析，得出，得出代表年代表年50m50m80m80m高度的年平高度的年平均风速均风速、风功率密度风功率密度。根据风电场风能资源测量方法（。根据风电场风能资源测量方法（GB-GB-T18710-2002T18710-2002）可以判断风功率密度等级）可以判断风功率密度等级，一般来说，一般来说，风功率密风功率密度度达到达到3 3级级以上，风电场才有开发价值以上，风电场才有开发价值。各测风塔的风能主要集中各测风塔的风能主要集中某几个某几个扇区，扇区，盛行风向稳定盛行风向稳定，才才有利于有利于风能资源的有效利用。风能资源的有效利用。根据风电场根据风电场656585m85m

12、轮毂高度轮毂高度处处5050年一遇最大风速年一遇最大风速，风电场，风电场风机风机轮毂高度处轮毂高度处15m/s15m/s风速区间的风速区间的湍流强度湍流强度，判定，判定风电场工程可以选风电场工程可以选择择的的风力发电机组风力发电机组类别类别。 191 1风力发电机组选型风力发电机组选型 1.1 1.1 风能资源分析风能资源分析 风力机等级的基本参数风力机等级的基本参数 Vref为10min平均参考风速，风力发电机组s级设计是在近海安装的特殊条件，其他为标准等级，设计寿命至少20年。 201 1风力发电机组选型风力发电机组选型 1.1.2 2 机型范围初选机型范围初选国内外风电场工程的经验表明，

13、在现有的技术条件下，对于一个国内外风电场工程的经验表明，在现有的技术条件下，对于一个已知场区的风电场，单机容量选择在某个确定的范围内，项目的已知场区的风电场，单机容量选择在某个确定的范围内，项目的经济性会相对较高。在经济性会相对较高。在进行进行单机容量选择单机容量选择时，首先应确定一个适时，首先应确定一个适合于本项目的合于本项目的容量范围容量范围，然后在该范围内选择一种，然后在该范围内选择一种技术成熟、市技术成熟、市场业绩良好场业绩良好并且并且经济性较高经济性较高的机型。的机型。 211 1风力发电机组选型风力发电机组选型 1.1.2 2 机型范围初选机型范围初选风电机组选型要考虑的几个因素风

14、电机组选型要考虑的几个因素一、风轮输出功率控制方式一、风轮输出功率控制方式风轮输出功率控制方式分为风轮输出功率控制方式分为失速调节和变桨距调节失速调节和变桨距调节两种。两种控两种。两种控制方式各有利弊，各自适应不同的运行环境和运行要求。变速变制方式各有利弊，各自适应不同的运行环境和运行要求。变速变桨距机型比定速定桨距机型更具优越性，它不仅能在低风速时能桨距机型比定速定桨距机型更具优越性，它不仅能在低风速时能够根据风速变化，在运行中保持最佳叶尖速比以获得最大风能；够根据风速变化，在运行中保持最佳叶尖速比以获得最大风能；也能在高风速时根据风轮转速的变化，储存或释放部分能量，提也能在高风速时根据风轮

15、转速的变化，储存或释放部分能量，提高传动系统的柔性，使功率输出更加平稳。高传动系统的柔性，使功率输出更加平稳。从目前市场情况看，从目前市场情况看，采用变桨距调节方式的风电机组居多。采用变桨距调节方式的风电机组居多。 221 1风力发电机组选型风力发电机组选型 1.1.2 2 机型范围初选机型范围初选风电机组选型要考虑的几个因素风电机组选型要考虑的几个因素二、风电机组的运行方式二、风电机组的运行方式风电机组的运行方式分为风电机组的运行方式分为变速运行与恒速运行变速运行与恒速运行。恒速运行的风。恒速运行的风电机组的好处是电机组的好处是控制简单，可靠性好控制简单，可靠性好。缺点是由于转速基本恒。缺点

16、是由于转速基本恒定，而风速经常变化，因此风力发电机组经常工作在风能利用定，而风速经常变化，因此风力发电机组经常工作在风能利用系数系数(Cp)(Cp)较低的点上，较低的点上，风能得不到充分利用风能得不到充分利用。变速运行的风电机组一般采用双馈异步发电机或多极永磁同步变速运行的风电机组一般采用双馈异步发电机或多极永磁同步发电机。变速运行方式通过控制发电机的转速，能使风力机的发电机。变速运行方式通过控制发电机的转速，能使风力机的叶尖速比接近最佳，从而叶尖速比接近最佳，从而最大限度的利用风能，提高风力发电最大限度的利用风能，提高风力发电机组的运行效率机组的运行效率。 231 1风力发电机组选型风力发电

17、机组选型 1.1.2 2 机型范围初选机型范围初选风电机组选型要考虑的几个因素风电机组选型要考虑的几个因素三、发电机的类型三、发电机的类型发电机的类型包括发电机的类型包括异步发电机、双馈感应型发电机和多极永异步发电机、双馈感应型发电机和多极永磁同步电机磁同步电机。风力发电机大多采用普通的。风力发电机大多采用普通的异步发电机异步发电机，正常，正常运行中在发出有功功率的同时，需要从电力系统吸收一定的运行中在发出有功功率的同时，需要从电力系统吸收一定的无功功率才能正常运行无功功率才能正常运行( (机端的电容补偿只能减少从电力系统机端的电容补偿只能减少从电力系统吸收无功功率的数量吸收无功功率的数量)

18、)，双馈感应型风力发电机的功率因数，双馈感应型风力发电机的功率因数(COS)(COS)可以在可以在+0.95+0.95-0.95-0.95之间变化，也就是说可以根据电之间变化，也就是说可以根据电网的需要发出或者吸收无功功率，改善当地电网的电压质量，网的需要发出或者吸收无功功率，改善当地电网的电压质量，提高电力系统的稳定水平。提高电力系统的稳定水平。 241 1风力发电机组选型风力发电机组选型 1.1.2 2 机型范围初选机型范围初选四、风力发电机组的传动方式四、风力发电机组的传动方式风力发电机的传动方式包括风力发电机的传动方式包括齿轮传动方式与无齿轮箱直驱方式齿轮传动方式与无齿轮箱直驱方式。目

19、前，风力发电机大多采用目前，风力发电机大多采用齿轮传动齿轮传动，成本较低，但是降低了风，成本较低，但是降低了风电转换效率、产生噪音，是电转换效率、产生噪音，是造成机械故障的主要原因造成机械故障的主要原因，而且为了，而且为了减少机械磨损需要润滑清洗等定期维护减少机械磨损需要润滑清洗等定期维护。采用无齿轮箱的直驱方。采用无齿轮箱的直驱方式有效地提高了系统的效率以及运行可靠性，但同时也提高了电式有效地提高了系统的效率以及运行可靠性，但同时也提高了电机的设计成本。机的设计成本。根据风电场址的地形、地质特点、风资源分布情况，以及风力发根据风电场址的地形、地质特点、风资源分布情况，以及风力发电机组技术成熟

20、、先进、可靠等要求，选择多种适合的机型，按电机组技术成熟、先进、可靠等要求，选择多种适合的机型，按单一机型方案进行风力发电机组的优化布置。单一机型方案进行风力发电机组的优化布置。 251 1风力发电机组选型风力发电机组选型 1.1.3 3 风电机组总体布置风电机组总体布置布置机位时需要考虑布置机位时需要考虑地形地貌地形地貌、主导风向与主导风能方向、地主导风向与主导风能方向、地面障碍物面障碍物等影响因素。具体布置时因地制宜，根据风电场地形等影响因素。具体布置时因地制宜，根据风电场地形条件、建设规模、风力发电机组的型号及装机的台数进行优化条件、建设规模、风力发电机组的型号及装机的台数进行优化布置，

21、实现在有限的场区范围内达到布置，实现在有限的场区范围内达到最大的上网发电量和最低最大的上网发电量和最低成本成本的目标。的目标。在软件优化的基础上在软件优化的基础上手工调整手工调整风机位置，调整风机与防护林、风机位置，调整风机与防护林、村庄、线缆等地物之间的距离，考虑风机的相对集中布置，同村庄、线缆等地物之间的距离，考虑风机的相对集中布置，同时将尾流效应控制在合理范围内，以充分利用土地资源与风资时将尾流效应控制在合理范围内，以充分利用土地资源与风资源，减少集电线路长度，方便运输安装。源，减少集电线路长度，方便运输安装。 261 1风力发电机组选型风力发电机组选型 1.4 1.4 轮毂高度优化轮毂

22、高度优化计算各机型计算各机型不同轮毂安装高度下不同轮毂安装高度下的发电量的发电量，随着轮毂高度增加，随着轮毂高度增加，发电量增加的同时风机与塔架的运输与安装难度增大发电量增加的同时风机与塔架的运输与安装难度增大，塔筒与基塔筒与基础加固引起的基本投资增加础加固引起的基本投资增加。结合各风机厂家现在的生产情况、。结合各风机厂家现在的生产情况、技术成熟程度和装机运行安全可靠性等因素对技术成熟程度和装机运行安全可靠性等因素对不同机型不同轮毂不同机型不同轮毂高度的发电量与经济性高度的发电量与经济性进行综合比较，推荐比选的几种机型的轮进行综合比较，推荐比选的几种机型的轮毂安装高度毂安装高度 。 272 2

23、不同机型发电量估算不同机型发电量估算 2.1 2.1 年理论发电量及单年理论发电量及单机机尾流的计算尾流的计算根据各机型单一机组的布置方案，利用软件，计算各种根据各机型单一机组的布置方案，利用软件，计算各种风机的风机的年净发电量年净发电量（尾流折减后），并计算风力发电机（尾流折减后），并计算风力发电机组的组的尾流损失尾流损失。 282 2不同机型发电量估算不同机型发电量估算 2.2 2.2 空气密度修正系数空气密度修正系数由于风功率密度与空气密度成正比由于风功率密度与空气密度成正比，在相同的风速条件下，在相同的风速条件下，空气空气密度不同则风电机组出力不一样密度不同则风电机组出力不一样，风电场

24、年上网电量估算应进行，风电场年上网电量估算应进行空气密度修正。因此需要对软件在标准空气密度条件下计算得到空气密度修正。因此需要对软件在标准空气密度条件下计算得到的发电量进行修正。的发电量进行修正。原理上可根据风功率密度与空气密度成正比原理上可根据风功率密度与空气密度成正比的特点的特点，将标准空气密度对应下的功率曲线估算的结果乘以空气将标准空气密度对应下的功率曲线估算的结果乘以空气密度修正系数进行空气密度修正密度修正系数进行空气密度修正。当实测空气密度偏离标准空气当实测空气密度偏离标准空气密度较大时，按正比关系进行修正的误差较大密度较大时，按正比关系进行修正的误差较大。根据风电场具体风资源情况，

25、结合各机型的功率曲线，计算不同根据风电场具体风资源情况，结合各机型的功率曲线，计算不同机型在对应轮毂高度处能达到额定功率前的理论发电量所占比例，机型在对应轮毂高度处能达到额定功率前的理论发电量所占比例，仅对风机满发前的发电量按照空气密度正比关系修正进行折减。仅对风机满发前的发电量按照空气密度正比关系修正进行折减。 292 2不同机型发电量估算不同机型发电量估算 2.3 2.3 控制和湍流折减控制和湍流折减风电机组随风速风向的变化不断调整机组的运风电机组随风速风向的变化不断调整机组的运行状态，行状态，实际运行中机组控制总是落后于风的实际运行中机组控制总是落后于风的变化，使风机的输出功率减小变化，

26、使风机的输出功率减小。根据风电场。根据风电场湍湍流强度值流强度值大小情况，对控制和湍流折减系数取大小情况，对控制和湍流折减系数取值，控制和湍流系数一般取值，控制和湍流系数一般取97%97%左右。左右。 302 2不同机型发电量估算不同机型发电量估算 2.4 2.4 叶片污染折减叶片污染折减叶片表层污染使叶片表面粗糙度提高，翼型的叶片表层污染使叶片表面粗糙度提高，翼型的气动性能下降。根据气动性能下降。根据风电场风沙、降雨量大小、风电场风沙、降雨量大小、夏季昆虫多少、冬季叶片结冰夏季昆虫多少、冬季叶片结冰等情况，判断可等情况，判断可能造成的叶片污染程度，对叶片污染折减系数能造成的叶片污染程度，对叶

27、片污染折减系数取值，一般污染系数取取值，一般污染系数取97%97%左右。左右。 312 2不同机型发电量估算不同机型发电量估算 2.5 2.5 风电机组利用率风电机组利用率风力机维护的好坏直接影响到发电量的多少和经济效风力机维护的好坏直接影响到发电量的多少和经济效益的高低；风力机本身性能的好坏，也要通过维护检益的高低；风力机本身性能的好坏，也要通过维护检修来保持，维护工作及时有效可以发现故障隐患，减修来保持，维护工作及时有效可以发现故障隐患，减少故障发生机率，提高风机运行效率。风机维护可分少故障发生机率，提高风机运行效率。风机维护可分为为定期检修定期检修和和日常排故维护日常排故维护两种方式。考

28、虑风力发电两种方式。考虑风力发电机组故障、检修对发电效率的影响，将常规检修安排机组故障、检修对发电效率的影响，将常规检修安排在在小风月小风月，根据，根据目前风力发电机组的制造水平和已建目前风力发电机组的制造水平和已建风电场的运行经验，风电场的运行经验，一般风电场一般风电场风力发电机组的可利风力发电机组的可利用率为用率为95%95%。 322 2不同机型发电量估算不同机型发电量估算 2.6 2.6 功率曲线折减功率曲线折减考虑到风电机组厂家对功率曲线的保证率一般为考虑到风电机组厂家对功率曲线的保证率一般为95%95%，在计算发电量时应予以考虑，因此取在计算发电量时应予以考虑，因此取风电机组功率曲

29、风电机组功率曲线保证率线保证率95%95%。 2.7 2.7 场用电、线损等能量损耗场用电、线损等能量损耗根据风电场根据风电场地形复杂程度，地势起伏情况，集电线路地形复杂程度，地势起伏情况，集电线路能量损耗大小能量损耗大小。估算场用电和输电线路、机组变电站。估算场用电和输电线路、机组变电站损耗占总发电量的百分比，一般能量损耗系数为损耗占总发电量的百分比，一般能量损耗系数为95%95%左左右。右。 332 2不同机型发电量估算不同机型发电量估算 2.8 2.8 气候影响停机气候影响停机根据根据风电场区域风电场区域冬季低温气温天数冬季低温气温天数、风力发电机组适风力发电机组适应的温度范围应的温度范

30、围等情况，当风场的气温超出它的适应范等情况，当风场的气温超出它的适应范围，风机将不再发电。低温环境下，风机的运行效率围，风机将不再发电。低温环境下，风机的运行效率有所下降，且风机停机再启动需要温度回升区间。另有所下降，且风机停机再启动需要温度回升区间。另外当气温下降到外当气温下降到-10-10时风机的润滑系统也将会受到影时风机的润滑系统也将会受到影响，响，00以下叶片表面结冰也会影响风机翼型的气动性以下叶片表面结冰也会影响风机翼型的气动性能，使发电量降低。一般北方寒冷地区风电场低温气能，使发电量降低。一般北方寒冷地区风电场低温气候影响折减按候影响折减按95%95%左右考虑。左右考虑。 342

31、2不同机型发电量估算不同机型发电量估算 2.2.9 9 总折减系数总折减系数根根据据上上述述各各项项折折减减系系数数，计计算算出出不不同同机机型型对对应应的的总折减系数。总折减系数。 352 2不同机型发电量估算不同机型发电量估算 2.10 2.10 年上网电量测算年上网电量测算根根据据风风电电场场各各种种机机型型风风机机年年理理论论发发电电量量扣扣除除上上述述发发电电量量损损失失，即即得得出出年年上上网网发发电电量量 ，从从发发电电量量指指标标角角度度，对对各种机型进行比较。各种机型进行比较。 363 3不同机型综合经济比较不同机型综合经济比较 评评价价一一种种机机型型的的优优劣劣，不不能能

32、仅仅从从发发电电量量和和等等效效利利用用小小时时来来考考虑虑，应应综综合合经经济济指指标标来来评评价价。除除发发电电量量外外，风风电电机机组组的的价价格格、塔塔架架、底底座座、箱箱变变、电电缆缆、公公路路以以及及变变电电站站等等也也都都是是影影响响机机型型方方案案选选择择的的重重要要因因素素。对对风风电电机机组组进进行行综综合合指指标标比比较较，以以最最终终确确定定风风电电场场机组选型机组选型。 374 4机型选择推荐意见机型选择推荐意见确定风电项目机型最终推荐意见，主要考虑三个因确定风电项目机型最终推荐意见，主要考虑三个因素：一是所推荐机型方案的素：一是所推荐机型方案的发电量指标优越发电量指

33、标优越；二是；二是该方案投资该方案投资经济指标合理经济指标合理，抗风险能力强；三是该，抗风险能力强；三是该方案方案上网电价低上网电价低，即考虑综合技术经济指标优越的，即考虑综合技术经济指标优越的机型方案。机型方案。根据风机在根据风机在发电量、机组投资、上网电价发电量、机组投资、上网电价等各项综等各项综合指标上的明显的优势，推荐一种风机作为选择方合指标上的明显的优势，推荐一种风机作为选择方案，以此作为进一步工程设计的依据。案，以此作为进一步工程设计的依据。 385 5风电机组布置推荐方案风电机组布置推荐方案 对优选的机型进行进一步对优选的机型进行进一步优化布置优化布置，考虑整体规划，考虑整体规划

34、的影响，的影响，以获得较大发电量和最优经济效益为原则，以获得较大发电量和最优经济效益为原则，既要保证风机间距以减小尾流损失又要考虑风机的既要保证风机间距以减小尾流损失又要考虑风机的相对集中布置以减少集电线路及道路的投资；不仅相对集中布置以减少集电线路及道路的投资；不仅考虑每个机位最优，而且考虑各风机之间的相互影考虑每个机位最优，而且考虑各风机之间的相互影响与风机长期稳定运行的安全性，从而保证整个风响与风机长期稳定运行的安全性，从而保证整个风电场的电场的发电量最大，效益最好发电量最大，效益最好。 39第三节第三节 风电场宏观、微观选址风电场宏观、微观选址风电场宏观选址风电场宏观选址过程是从一个较

35、大的地区，对过程是从一个较大的地区，对气象、地质等条件多方面综合考虑，选择一个气象、地质等条件多方面综合考虑，选择一个风能质量好、最具利用价值的小区域的过程风能质量好、最具利用价值的小区域的过程。需要考虑经济、技术、环境、地质、交通、生需要考虑经济、技术、环境、地质、交通、生活、电网用户等多方面的问题。活、电网用户等多方面的问题。 风电场宏观选址风电场宏观选址 40风电场宏观选址风电场宏观选址宏观选址主要按如下条件进行（宏观选址主要按如下条件进行（1010点）：点）：1.1.选取风能质量好的地区选取风能质量好的地区1)1)年平均风速较高年平均风速较高2)2)风功率密度大风功率密度大3)3)风频

36、分布好风频分布好4)4)可利用小时数高可利用小时数高 41风电场宏观选址风电场宏观选址宏观选址主要条件宏观选址主要条件2.2.风向基本稳定风向基本稳定 主要有一个或两个盛行风向（盛行风向：指出现频主要有一个或两个盛行风向（盛行风向：指出现频率最多的风向）。率最多的风向）。某一地区基本上只有一个或两个某一地区基本上只有一个或两个盛行主风向且几乎相反，这种情况对布机有利盛行主风向且几乎相反，这种情况对布机有利。也。也有虽然风况较好，但没有固定的盛行风向的地区。有虽然风况较好，但没有固定的盛行风向的地区。这种情况布机复杂。这种情况布机复杂。 42风电场宏观选址风电场宏观选址宏观选址主要条件宏观选址主

37、要条件3.3.风速变化小风速变化小尽量不要有较大的风速日变化和季节变化。尽量不要有较大的风速日变化和季节变化。4.4.风垂直切变小风垂直切变小 要考虑因地面粗糙度引起的不同风速廓要考虑因地面粗糙度引起的不同风速廓线。在风机高度范围内，如风垂直切变线。在风机高度范围内，如风垂直切变非常大，对机组运行十分不利。非常大，对机组运行十分不利。 43风电场宏观选址风电场宏观选址宏观选址主要条件宏观选址主要条件5.5.湍流强度小湍流强度小 风机上游障碍物产生的无规则的风机上游障碍物产生的无规则的湍流会湍流会使机组产生振动、受力不均。使机组产生振动、受力不均。所以选址所以选址时尽量避开粗糙地面和高大建筑物。

38、时尽量避开粗糙地面和高大建筑物。一一般轮毂高度应高出障碍物般轮毂高度应高出障碍物8-10m8-10m以上，以上，距障碍物的距离为距障碍物的距离为5-105-10倍障碍物高度倍障碍物高度。 44风电场宏观选址风电场宏观选址宏观选址主要条件宏观选址主要条件6.6.避开灾难性天气频发地区避开灾难性天气频发地区 灾害性天气包括台风、龙卷风、雷电、灾害性天气包括台风、龙卷风、雷电、沙暴、覆冰、盐雾等，对风电机组具有沙暴、覆冰、盐雾等，对风电机组具有破坏性。选址时要参考地区气象站对历破坏性。选址时要参考地区气象站对历年灾害性天气出现频度的统计，在机组年灾害性天气出现频度的统计，在机组选型和选址上采取措施。

39、选型和选址上采取措施。 45风电场宏观选址风电场宏观选址宏观选址主要条件宏观选址主要条件7.7.尽量靠近电网尽量靠近电网 要考虑电网现有容量、要考虑电网现有容量、结构及其可容纳的最大结构及其可容纳的最大容量，以及风电场的上容量，以及风电场的上网规模与电网是否匹配网规模与电网是否匹配的问题；的问题；风电场应尽可风电场应尽可能靠近电网，从而减少能靠近电网，从而减少电损和电缆铺设成本电损和电缆铺设成本。 46风电场宏观选址风电场宏观选址宏观选址主要条件宏观选址主要条件8.8.交通方便交通方便 要考虑所选定风要考虑所选定风电场交通运输电场交通运输情况，设备供情况，设备供应运输是否便应运输是否便利，运输

40、路段利，运输路段及桥梁的承载及桥梁的承载力是否适合风力是否适合风电设备运输车电设备运输车辆。辆。 47风电场宏观选址风电场宏观选址宏观选址主要条件宏观选址主要条件9.9.对环境不利影响小对环境不利影响小 为保护生态，选址时尽量避开鸟类飞行路线，候鸟及动物停为保护生态，选址时尽量避开鸟类飞行路线，候鸟及动物停留地带及动物筑巢去，尽量减少占用植备面积。留地带及动物筑巢去，尽量减少占用植备面积。10.10.地理情况（地理情况（5 5条）条） 要选择在地貌单一地区，扰流影响小。要考虑所选区域内的要选择在地貌单一地区，扰流影响小。要考虑所选区域内的土质是否适合挖掘建设施工。要有该地区详细的水文地质土质是

41、否适合挖掘建设施工。要有该地区详细的水文地质资料并依照工程设计标准评定。要远离人口密集区、地震资料并依照工程设计标准评定。要远离人口密集区、地震带、火山频发区，及具有考古意义、军事意义等特殊地区。带、火山频发区，及具有考古意义、军事意义等特殊地区。 48风电场微观选址风电场微观选址1 1 任务与目的任务与目的 2 2 现场考察现场考察 3 3 选址原则选址原则4 4 软件计算流程软件计算流程 49任务与目的任务与目的 微观选址工作微观选址工作主要任务主要任务：对风电场所在区域：对风电场所在区域内进行内进行现场踏勘现场踏勘，利用，利用计算软件计算软件对风电场内对风电场内的风电机组布置进行计算，满

42、足风电场总体的风电机组布置进行计算，满足风电场总体装机容量装机容量以及风电机以及风电机组装机台数组装机台数要求，给出要求，给出各风电机组的具体各风电机组的具体位置坐标位置坐标，从而指导下一，从而指导下一步的勘测设计等工作。步的勘测设计等工作。 50现场考察现场考察 现场考察工作主要包括：现场考察工作主要包括：了解风电场场区地质条件、地形地貌、测风塔位置、场地条件、了解风电场场区地质条件、地形地貌、测风塔位置、场地条件、场区内树林、农田、房屋等分布情况。场区内树林、农田、房屋等分布情况。在已确定开发建设的场区内，在已确定开发建设的场区内，风电场宏观选址后风电场宏观选址后，根据风能资，根据风能资源

43、勘测评估分析结果，充分利用风能分布较优的位置，在风能源勘测评估分析结果，充分利用风能分布较优的位置，在风能最大点最大点初步布置机位初步布置机位，然后再，然后再结合地形地貌特点考核机位结合地形地貌特点考核机位，以，以规避农田、林地、湖泊及其它地面障碍物。规避农田、林地、湖泊及其它地面障碍物。同时考查机组施工同时考查机组施工安装条件的选择是否合理安装条件的选择是否合理，如吊装空间、吊装设备摆放及进出，如吊装空间、吊装设备摆放及进出道路、设备堆放等，经过综合经济技术比较，道路、设备堆放等，经过综合经济技术比较，最终确定风力发最终确定风力发电机组的微观位置。电机组的微观位置。 51微观选址原则微观选址

44、原则 风力发电机组的布置，要充分考虑各方面的影响因风力发电机组的布置，要充分考虑各方面的影响因素，有以下几点：素，有以下几点：1) 1) 风力发电机组垂直于主导风能方向排列；风力发电机组垂直于主导风能方向排列； 2) 2) 充分利用风电场的土地；充分利用风电场的土地； 3) 3) 尽量减小风力发电机组之间的相互影响、满足尽量减小风力发电机组之间的相互影响、满足风电机组之间行、列距的要求；风电机组之间行、列距的要求； 4) 4) 综合考虑风电场地形、地表粗糙度、障碍物等，综合考虑风电场地形、地表粗糙度、障碍物等，将其影响降到最低；将其影响降到最低； 5) 5) 合理利用风电场的测站订正后的测风资

45、料；合理利用风电场的测站订正后的测风资料； 526) 6) 考虑风电机组之间的相互影响后尽量缩短考虑风电机组之间的相互影响后尽量缩短机组之间的距离，从而减少集电线路的长度。机组之间的距离，从而减少集电线路的长度。7) 7) 风机尽量布置在风资源最好且便于施工的风机尽量布置在风资源最好且便于施工的地区；地区； 8) 8) 尽量避免对现有植被的破坏；尽量避免对现有植被的破坏； 9) 9) 尽量避开防护林及农用土地；尽量避开防护林及农用土地；10)10)尽量考虑与周边风电场风电机组相互避让；尽量考虑与周边风电场风电机组相互避让；11)11)充分考虑机组之间尾流对机组发电量的相充分考虑机组之间尾流对机

46、组发电量的相互影响。互影响。微观选址原则微观选址原则 534 4软件计算流程软件计算流程 目前，国内微观选址通常采用国际上较为流行的风电场设计软件目前，国内微观选址通常采用国际上较为流行的风电场设计软件WASPWASP及及WindFarmerWindFarmer进行风况建模，建模过程如下：进行风况建模，建模过程如下：根据风电场各测站订正后的测风资料、地形图、粗糙度，利用轮根据风电场各测站订正后的测风资料、地形图、粗糙度，利用轮毂高度的风资源栅格文件满足精度及高度要求的毂高度的风资源栅格文件满足精度及高度要求的WindFarmerWindFarmer软件软件的三个输入文件，包括：的三个输入文件，

47、包括：轮毂高度的风资源栅格文件、测风高度轮毂高度的风资源栅格文件、测风高度的风资源栅格文件及测风高度的风资源风频表文件的风资源栅格文件及测风高度的风资源风频表文件。采用关联的方法在采用关联的方法在WindFarmerWindFarmer软件中输入软件中输入WASPWASP软件形成的软件形成的三个文三个文件件，输入三维的数字化，输入三维的数字化地形图地形图(1:10000(1:10000或或1:5000)1:5000)，地形复杂的，地形复杂的山地风电场应采用山地风电场应采用1:50001:5000地形图，输入风电场空气密度下的地形图，输入风电场空气密度下的风机风机功率曲线及推力曲线功率曲线及推力

48、曲线，设定风机的，设定风机的布置范围及风机数量布置范围及风机数量，设定，设定粗粗糙度、湍流强度、风机最小间距、坡度、噪声糙度、湍流强度、风机最小间距、坡度、噪声等，考虑风电场发等，考虑风电场发电量的各种电量的各种折减系数折减系数，采用，采用修正修正PARKPARK尾流模型尾流模型进行风机优化排布。进行风机优化排布。根据优化结果的坐标，利用根据优化结果的坐标，利用GPSGPS到到现场踏勘定点现场踏勘定点，根据现场地形，根据现场地形地貌条件和施工安装条件进行了地貌条件和施工安装条件进行了机位微调机位微调，并利用，并利用GPSGPS测得新的测得新的坐标，然后将现场的定点坐标输入坐标，然后将现场的定点

49、坐标输入windfarmerwindfarmer中，采用中，采用粘性涡漩粘性涡漩尾流模型尾流模型对风电场每台风机发电量及尾流损失的精确计算。对风电场每台风机发电量及尾流损失的精确计算。 54第四节第四节 风资源评估常用软件介绍风资源评估常用软件介绍1 WAsP 1 WAsP 2 WindFarmer 2 WindFarmer 3 WindPro 3 WindPro 4 WindSim 4 WindSim 55风资源评估常用软件介绍风资源评估常用软件介绍随着数值模拟技术的快速发展随着数值模拟技术的快速发展, ,也由于资也由于资料分析法在资料的时空分辨率方面具有一料分析法在资料的时空分辨率方面具有

50、一定局限性定局限性, ,越来越多的高分辨率气象模式越来越多的高分辨率气象模式及流体力学计算软件被应用到风电场微观及流体力学计算软件被应用到风电场微观选址工作中选址工作中. .目前，最常用的风电场微观目前，最常用的风电场微观选址及风资源评估的软件有：选址及风资源评估的软件有：1 WAsP 1 WAsP 2 WindFarmer 2 WindFarmer 3 WindPro 3 WindPro 4 WindSim4 WindSim 56WAsPWAsP1. 1. WAsPWAsP：WAsP(Wind Atlas Analysis WAsP(Wind Atlas Analysis and Appli

51、cation Program)and Application Program)软件由丹麦软件由丹麦RISRIS实验室开发，是基于比较平坦的实验室开发，是基于比较平坦的地形设计的，可以由一个测风塔推算周地形设计的，可以由一个测风塔推算周围围100km100km2 2范围内的风能资源分布。范围内的风能资源分布。WasPWasP软件对风能资源评估适用于区域面积小，软件对风能资源评估适用于区域面积小，地形相对平坦地区地形相对平坦地区。WAsPWAsP可以计算定风机的发电量，可以生可以计算定风机的发电量，可以生成风资源栅格文件，实际应用中往往和成风资源栅格文件，实际应用中往往和其它软件配合使用。其它软件

52、配合使用。 57WAsPWAsP 58WAsPWAsPWASPWASP的主要功能可由以下四部分组成：的主要功能可由以下四部分组成：1 1、 原始数据的分析原始数据的分析 原始数据的分析主要是指气象数据的分析原始数据的分析主要是指气象数据的分析，可对任何时间序列气象数，可对任何时间序列气象数据进行分析。将原始数据编辑成直方图表，即为据进行分析。将原始数据编辑成直方图表，即为WASPWASP气象数据输入。原始数气象数据输入。原始数据还可依韦伯分布参数来进行分析。通据还可依韦伯分布参数来进行分析。通 过人为定义上下限，过人为定义上下限，WASPWASP将所输入将所输入的风速风向进行归类。风速分为四个

53、等级：静风的风速风向进行归类。风速分为四个等级：静风( (无风无风) )、有效风、超限风、有效风、超限风、读数错误等，主要是有效风区域内的统计值参与读数错误等，主要是有效风区域内的统计值参与 计算，单位计算，单位m/sm/s。风向分为。风向分为1212个等分，自北向东顺时针计算，每一等分为个等分，自北向东顺时针计算，每一等分为3030，称为一个扇区，在整个，称为一个扇区，在整个计算过程中，所有的考虑因素都是依照该分类来定方位计算过程中，所有的考虑因素都是依照该分类来定方位 并进行计算。并进行计算。2 2、 风图谱数据的产生风图谱数据的产生 表示风速的直方图表可以转换成图谱数据组表示风速的直方图

54、表可以转换成图谱数据组。该直方图表可从原始数。该直方图表可从原始数据分析中得出，或者可直接由标准的气象表输入，在风图谱数据组中，风观据分析中得出，或者可直接由标准的气象表输入，在风图谱数据组中，风观察测量按场地的特殊地形条件关系而得到察测量按场地的特殊地形条件关系而得到“净化净化”，呈现其真实量。，呈现其真实量。 3 3、 风气候估算风气候估算 应用由应用由WASPWASP计算产生的风图谱数据组计算产生的风图谱数据组( (或由其它途径产生的或由其它途径产生的) )通过进行通过进行产生风图谱的逆运算步骤可估算出任何特殊点的产生风图谱的逆运算步骤可估算出任何特殊点的风气候风气候。风气候按韦伯分布。

55、风气候按韦伯分布参数及风的扇区分布情况而估算。参数及风的扇区分布情况而估算。4 4、 潜在风能估算潜在风能估算 可计算平均风的总能量值可计算平均风的总能量值。此外，。此外，还可估算出风力机的实际年平均产还可估算出风力机的实际年平均产量量，这由给，这由给WASPWASP提供相应风力机的标准功率曲线而计算。提供相应风力机的标准功率曲线而计算。 59WindFarmerWindFarmerGH WindFarmerGH WindFarmer是有效的风电场设计优化软件工具。它综合了是有效的风电场设计优化软件工具。它综合了各方面的各方面的数据处理、风电场评估数据处理、风电场评估，并集成在一个程序中快速，

56、并集成在一个程序中快速精确地计算处理。用户可以通过精确地计算处理。用户可以通过GH WindFarmerGH WindFarmer自动有效地进自动有效地进行风电场行风电场布局优化布局优化，使其产能最大化并符合环境、技术和建，使其产能最大化并符合环境、技术和建造的要求。造的要求。GH WindFarmerGH WindFarmer可生成高质量风电场可生成高质量风电场环境影响评估环境影响评估文档文档，包括噪音、阴影闪烁（，包括噪音、阴影闪烁（shadow flickershadow flicker）、视觉影响、）、视觉影响、雷达、累积影响。风电场的视觉影响可以通过采用动态或静雷达、累积影响。风电场

57、的视觉影响可以通过采用动态或静态视觉图像、虚拟漫游（态视觉图像、虚拟漫游（Fly-throughFly-through）或集锦照片的方式演）或集锦照片的方式演示。示。GH WindFarmerGH WindFarmer有中文、英文、德文、法文等多种语言版本，有中文、英文、德文、法文等多种语言版本，全球全球2424小时具有技术支持。小时具有技术支持。 60WindFarmerWindFarmer 61WindFarmerWindFarmerGH WindFarmerGH WindFarmer包含以下几个功能模块包含以下几个功能模块：（a a）基础模块）基础模块：基础模块是基础模块是GH Wind

58、FarmerGH WindFarmer的核心，具有所有设计风的核心，具有所有设计风电场必须的基本功能，主要包括：地图处理、风电场边界定义、风机电场必须的基本功能，主要包括：地图处理、风电场边界定义、风机工作室、风电场尾流损失模型、电量计算选项、自动设计优化、噪音工作室、风电场尾流损失模型、电量计算选项、自动设计优化、噪音影响模型、电量、风速、噪音和地面倾斜地图、多个风电场独立和累影响模型、电量、风速、噪音和地面倾斜地图、多个风电场独立和累积分析、与积分析、与WAsPWAsP和其他风力流动模型软件的连接界面。和其他风力流动模型软件的连接界面。（b b）可视化模块）可视化模块：可视化模块用于在实际

59、建造前模拟和演示风电场可视化模块用于在实际建造前模拟和演示风电场的视觉效果，包括视觉影响区域分析，虚拟现实，虚拟漫游，集锦照的视觉效果，包括视觉影响区域分析，虚拟现实，虚拟漫游，集锦照片等。片等。（c c）MCP+MCP+模块模块：MCP+MCP+模块提供了所有测量风力数据的评估工具，测模块提供了所有测量风力数据的评估工具，测量数据的时间序列可以输出成图形和文件并与长期风资源数据形成关量数据的时间序列可以输出成图形和文件并与长期风资源数据形成关联。联。（d d）紊流强度模块）紊流强度模块：紊流强度模块提供高级用户先进的风力流动、紊流强度模块提供高级用户先进的风力流动、风机性能和风机负载模型。风

60、机性能和风机负载模型。（e e）金融模块）金融模块：金融模块可以对风能项目设计规划阶段进行金融评金融模块可以对风能项目设计规划阶段进行金融评估，用户可以采用自己的金融模型或软件中自带的金融模型。估，用户可以采用自己的金融模型或软件中自带的金融模型。（f f）电力模块）电力模块：电力模块用于设计风电场的电力规划，包括对于变压电力模块用于设计风电场的电力规划，包括对于变压器、电力电缆的超载检查和计算电力损耗。器、电力电缆的超载检查和计算电力损耗。（g g）阴影闪烁模块）阴影闪烁模块：阴影闪烁模块计算所给出的布局图和地形图中所阴影闪烁模块计算所给出的布局图和地形图中所产生的阴影闪烁。确定风机产生的阴

61、影闪烁机理和时间间隔。产生的阴影闪烁。确定风机产生的阴影闪烁机理和时间间隔。 62WindProWindProWindPROWindPRO是丹麦是丹麦EMDEMD公司开发的风电场规划设计软件，经过公司开发的风电场规划设计软件，经过2020多年多年的发展，的发展，WindPROWindPRO已成为已成为使用最广泛使用最广泛、用户界面最友好用户界面最友好的风能资的风能资源评估与风电场设计软件之一。源评估与风电场设计软件之一。WindPROWindPRO是基于对象的是基于对象的模块化软模块化软件件，除了基本的，除了基本的BASISBASIS模块外，用户可根据需要和预算自由选择模块外，用户可根据需要和

62、预算自由选择模块。模块。WindPROWindPRO以以WAsPWAsP为计算引擎，相对于单独使用为计算引擎，相对于单独使用WAsPWAsP，WindPROWindPRO与与WAsPWAsP联合使用具有许多优点：如方便灵活的联合使用具有许多优点：如方便灵活的测风数据分析测风数据分析手段，手段，用户可以方便地剔除无效测风数据，并对不同高度的测风数据进用户可以方便地剔除无效测风数据，并对不同高度的测风数据进行比较，寻求相关性，评价测风结果；考虑风机尾流影响的风电行比较，寻求相关性，评价测风结果；考虑风机尾流影响的风电场场发电量计算发电量计算，并提供，并提供多种尾流模型多种尾流模型；风机实际位置的空

63、气密度；风机实际位置的空气密度计算，自动修正标准条件下的风机功率曲线；风电场规划区域的计算，自动修正标准条件下的风机功率曲线；风电场规划区域的极大风速计算；几乎涵盖了市场上所有风机，并不断更新的风机极大风速计算；几乎涵盖了市场上所有风机，并不断更新的风机数据库，包括功率曲线、噪声排放及可视化信息等。数据库，包括功率曲线、噪声排放及可视化信息等。此外，此外，WindPROWindPRO还能实现还能实现短期测风数据的长期相关性分析短期测风数据的长期相关性分析；详尽；详尽的计算报告；兼容多种数字化资源文件，如卫星照片、的计算报告；兼容多种数字化资源文件，如卫星照片、SRTMSRTM（Shuttle

64、Radar Topological MissionShuttle Radar Topological Mission）等高线数据等，）等高线数据等，为描述规划风电场外围为描述规划风电场外围15kM15kM的粗糙度与等高线提供了便利。的粗糙度与等高线提供了便利。 63WindSim WindSim WindSimWindSim：WindSimWindSim软件是挪威一家公司设计，基于软件是挪威一家公司设计，基于计算计算流体力学流体力学方法对风电场选址及风资源评估的软件。方法对风电场选址及风资源评估的软件。WindSimWindSim软件包括软件包括六个模块六个模块：地形处理模块、风场计算：地形处

65、理模块、风场计算模块、风机位置模块、流场显示模块、风资源计算模块、模块、风机位置模块、流场显示模块、风资源计算模块、年发电量计算模块。其中，年发电量计算模块。其中，风场计算模块风场计算模块适用计算流体适用计算流体力学商用软件力学商用软件PheonicsPheonics的结构网格解算器部分。的结构网格解算器部分。WindSimWindSim软件采用计算流体力学软件来模拟场址内的风软件采用计算流体力学软件来模拟场址内的风场情形，可以很好的计算出相对复杂地形下的风场分布场情形，可以很好的计算出相对复杂地形下的风场分布情况，因此，情况，因此，WindSimWindSim软件可以用于软件可以用于相对复杂

66、地形相对复杂地形条件条件下的风电场选址及风资源。下的风电场选址及风资源。 64WindSim WindSim 65第五节第五节 地形、气候对风的影响地形、气候对风的影响风主要特征风主要特征 风的主要影响因素风的主要影响因素 地形对风的影响地形对风的影响海陆的影响海陆的影响风速随高度变化的影响风速随高度变化的影响风机间距的影响风机间距的影响障碍物的影响障碍物的影响 66风主要特征风主要特征 不稳定性不稳定性 风的瞬时脉动、日变化，风的瞬时脉动、日变化，季节变化以至年变化季节变化以至年变化都十分都十分明显明显，此为其利用上的不利因素。，此为其利用上的不利因素。受地形影响大，地区差异显著受地形影响大

67、，地区差异显著 风力的局部地形差异明显，即使在同一地区，风力的局部地形差异明显，即使在同一地区，有利地形下的风力往往优于不利地形。故风力有利地形下的风力往往优于不利地形。故风力机位置选择时必须充份考虑到机位置选择时必须充份考虑到地形作用地形作用。 67风的主要影响因素风的主要影响因素 当利用风能的可能性确定下来以后，就必须具体地选当利用风能的可能性确定下来以后，就必须具体地选择一个安置择一个安置风力机的最佳位置风力机的最佳位置。因为风能密度与风速。因为风能密度与风速三次方成正比，风力机发电的性能和经济效果就依赖三次方成正比，风力机发电的性能和经济效果就依赖于具体安装场地的风速，应使风力机尽量地

68、得到地形于具体安装场地的风速，应使风力机尽量地得到地形所加强的局地风速。所加强的局地风速。风电场选址问题包括社会、经济、技术和环境等方面，风电场选址问题包括社会、经济、技术和环境等方面，但在选址中需考虑的地形、气候问题主要包括以下但在选址中需考虑的地形、气候问题主要包括以下5 5个方面：个方面：地形对风的影响、海陆的影响、风速随高度地形对风的影响、海陆的影响、风速随高度变化的影响、风机间距影响、障碍物的影响变化的影响、风机间距影响、障碍物的影响等。等。 68地形对风的影响地形对风的影响 风能与风的立方成正比，风能与风的立方成正比，当风速为原来的两倍时，当风速为原来的两倍时，则功率为原来的八倍则

69、功率为原来的八倍。由于风的局地性相当大，这。由于风的局地性相当大，这就愈来愈需要气象学家，为风力发电机所要选的位就愈来愈需要气象学家，为风力发电机所要选的位置，提供中、小尺度的气候分析。运用气象规律认置，提供中、小尺度的气候分析。运用气象规律认真选好站址，对推广风能利用所产生的经济效果是真选好站址，对推广风能利用所产生的经济效果是非常显著的、小地形的影响也是不能忽视的，所以非常显著的、小地形的影响也是不能忽视的，所以一旦利用风能的地区确定后，就必需对当地的局地一旦利用风能的地区确定后，就必需对当地的局地小气候进行分析，将小气候进行分析，将风机位置安装在受地形影响风风机位置安装在受地形影响风速增

70、强的地点速增强的地点。 69地形对风的影响地形对风的影响 根据地形分类安装风力机对策框图根据地形分类安装风力机对策框图世界气象组织推荐一个风力发电机的安装位置选择框图世界气象组织推荐一个风力发电机的安装位置选择框图 70地形对风的影响地形对风的影响地形会造成风速差异，不同地形的风速和空旷地形会造成风速差异，不同地形的风速和空旷平地的风速比值（如下表）可以推算相似地形平地的风速比值（如下表）可以推算相似地形下的风速。下的风速。不同地形下风速与平坦地面风速比值表不同地形下风速与平坦地面风速比值表 地地形形平平 地地 平平 均均 风风 速速3535米秒米秒6868米秒米秒比比 值值山间盆地山间盆地0

71、.950.850.950.850.850.750.850.75弯曲河谷地弯曲河谷地0.800.700.800.700.700.600.700.60山瘠背风坡山瘠背风坡0.900.800.900.800.800.700.800.70山瘠迎风坡山瘠迎风坡1.101.201.101.201.101.10 71海陆的影响海陆的影响海面比起伏不平的陆地表面摩擦阻力小，所海面比起伏不平的陆地表面摩擦阻力小，所以在气压梯度力相同的条件下，以在气压梯度力相同的条件下，海面风力速海面风力速比陆地上风速要大比陆地上风速要大。现在国际选择风力机位。现在国际选择风力机位置有两种倾向，一是选择在较高的山脊，一置有两种倾

72、向，一是选择在较高的山脊，一是选在海滩上。一方面可不占用良好的土地。是选在海滩上。一方面可不占用良好的土地。另一方也是主要原因这些地风力较大。另一方也是主要原因这些地风力较大。 72风速随高度变化的影响风速随高度变化的影响风力发电机最好安装在风力发电机最好安装在地面较平滑，障碍最小地面较平滑，障碍最小和最少和最少的地方。若的地方。若因条件所限不得不设在粗糙因条件所限不得不设在粗糙的地面上，则发电机的设置高度就应比光滑地的地面上，则发电机的设置高度就应比光滑地表上高度要高表上高度要高。此外假设若要使给定的风力机。此外假设若要使给定的风力机达到最大的出力，唯一的办法是增加塔架高度，达到最大的出力，

73、唯一的办法是增加塔架高度，所以有人说所以有人说增加风机动力输出最廉价的方法就增加风机动力输出最廉价的方法就是增加更高的塔架。是增加更高的塔架。 73风机间距的影响风机间距的影响发展风力机群（风车田）必须研究风车之间发展风力机群（风车田）必须研究风车之间的最小距离，即考虑风经过风车后，在多远的最小距离，即考虑风经过风车后，在多远之后才恢复到原来的速度，以防止各个风车之后才恢复到原来的速度，以防止各个风车的相互影响。各风车的间隔至少应有六倍叶的相互影响。各风车的间隔至少应有六倍叶轮直径长度的距离，而以轮直径长度的距离，而以倍叶轮直径倍叶轮直径之长度的距离之长度的距离时时最为理想最为理想。此外，大气

74、湍流。此外，大气湍流造成风的阵性也应考虑，这对水平轴风车有造成风的阵性也应考虑，这对水平轴风车有损坏作用。损坏作用。 74障碍物的影响障碍物的影响当风由空旷地吹向森林时，在森林的迎风面，一部分气流进入林内当风由空旷地吹向森林时，在森林的迎风面，一部分气流进入林内而减弱，另一部分气流因林墙阻挡，在林子前面形成涡流，由于气而减弱，另一部分气流因林墙阻挡，在林子前面形成涡流，由于气流方向的改变风速相应减低。在森林的背风面，由林冠上方向下滑流方向的改变风速相应减低。在森林的背风面，由林冠上方向下滑动的气流，一部分在林后滑动，形成弱风区，一部分经过一定距离动的气流，一部分在林后滑动，形成弱风区，一部分经

75、过一定距离之后才着陆。气流遇到疏透结构林带时，一部分从上面越过，另一之后才着陆。气流遇到疏透结构林带时，一部分从上面越过，另一部分透过林带，在背风面形成弱风区，部分透过林带，在背风面形成弱风区，最低风速约出现在距林缘最低风速约出现在距林缘3 38H8H之间之间。一般来讲，风机位置选择尽量避让林地，与林地距离尽量一般来讲，风机位置选择尽量避让林地，与林地距离尽量保持在保持在1010倍林木高度以上。倍林木高度以上。在房屋附近安装风力发电机可视为机组周围有障碍物，同时避免噪在房屋附近安装风力发电机可视为机组周围有障碍物，同时避免噪音对居民的影响，音对居民的影响，布机遵循如下原则：布机遵循如下原则：第

76、一，第一，安装在主风向的上游安装在主风向的上游；第二，第二，与房屋（障碍物）的距离应尽量保持在风力发电机组直径的与房屋（障碍物）的距离应尽量保持在风力发电机组直径的5 5倍以上倍以上；第三，；第三，机组塔架应尽量高出房屋（障碍物）机组塔架应尽量高出房屋（障碍物）1 1倍的机组直径倍的机组直径。 75第六节第六节 风力力发电机机组常常见故障及故障及维护风力发电机组常见的机械故障及处理方法风力发电机组常见的机械故障及处理方法 故障原因诊断处理方法 风力发电机剧烈抖动1、拉索松动；2、尾翼固定螺丝松动；3、定桨距风轮叶片变形4、定桨距风轮叶片有卡滞现象1、紧固拉索；2、拧紧松动部位；3、更换桨叶；4

77、、拆卸、润滑保养，重新安装 风轮转速明显降低1、风电机长久不润滑保养；2、发电机轴承损坏；3、风轮叶片损坏1、润滑、保养；2、更换轴承；3、修复和更换叶片 调速、调向不灵1、机座回转体内油泥过多；2、机座回转体内有沙土等异物3、风力发电机曾经倒塌，塔架上端变形1、润滑、保养2、清除异物，润滑、保养3、校正塔架上端 76第六节第六节 风力发电机组常见故障及维护风力发电机组常见故障及维护风力发电机组常见的机械故障及处理方法风力发电机组常见的机械故障及处理方法故障原因诊断处理方法异常杂音1、各紧固件有松动之处2、发电机轴承部位松动3、发电机轴承损坏4、发电机扫膛1、放倒风力发电机，检查并采取相应措施

78、2、更换轴承，重新安装端盖3、更换轴承4、更换或修复轴承部位 机身有大块油渍 漏油检查所有含油部件修理或调换相关部件 77第六节第六节 风力发电机组常见故障及维护风力发电机组常见故障及维护风力发电机组常见的机械故障及处理方法风力发电机组常见的机械故障及处理方法故障原因诊断处理方法 风轮不平衡，引起风力机转动时轻微来回摆动，而发出发出的砰砰声。1、导流罩松动2、发电机轴承磨损3、叶片结冰或损坏1、检查导流罩的紧固件是否松动、螺栓孔是否变大2、检查轴承密封周围是否有过量的润滑脂或密封圈是否损坏3、有规律的噪声表明轴承滚珠缺油或磨损1、拧紧或调换零件2、如果导流罩的螺栓孔是否变大，则可用环氧树脂把垫

79、圈粘到螺孔上3、拆下发动机，调换轴承，之后重新装上发电机 78风力发电机组常见电气与系统故障机处理办法风力发电机组常见电气与系统故障机处理办法第六节第六节 风力发电机组常见故障及维护风力发电机组常见故障及维护故障原因诊断处理方法 电池电压太高 控制器调节电压值设定得太高 电池过充电，控制器电压表指示出电池电压，将检测值与使用说明书给出值进行对照 与生产厂家售后服务部门取得联系，了解调压步骤 电池达不到充满电状态1、控制器调节电压值设定得太低2、负载太大1、用密度计检查电池组的密度，再与制造商提供的推荐值进行比较2、拆除最大的负载。如果电池组达到较高充电状态，则可断定为系统负载太大 与生产厂家售

80、后服务部门取得联系，咨询解决办法 79风力发电机组常见电气与系统故障机处理办法风力发电机组常见电气与系统故障机处理办法第六节第六节 风力发电机组常见故障及维护风力发电机组常见故障及维护故障原因诊断处理方法 风轮转动，但控制器上表明正常工作的指示灯不亮 控制器电路出现故障1、按照说明书检查控制器电路板上的电压输出点有无电压输出2、检查电压输入点有无电压输入，此电压应与蓄电池电压相同 测试后与生产厂家售后服务部门取得联系，进行诊断与处理 风轮转动，但控制器上的黄指示灯不亮1、隔断开关断开2、控制器出现故障1、按照说明书检查隔断开关是否可靠接通2、按照说明书检查控制器的输入交流电压，如果此时风速高于6.7m/s，而有交流电压，则表明控制器不工作 关掉开关，与生产厂家售后服务部门取得联系，进行诊断与处理 风轮转动，但控制器上表明蓄电池已满的指示灯亮 蓄电池充满 按照使用说明书，用万用表检查蓄电池电压是否达到最高调节电压 与生产厂家售后服务部门取得联系，处理故障 80